La nascita dell'oceanografia può essere fatta risalire agli inizi del XVIII secolo.  È di questo periodo, infatti, la pubblicazione della Storia fisica del mare (1725), scritta dal naturalista L. F Marsili, che può essere considerato il fondatore dell'oceanografia. I primi viaggi oceanici furono intrapresi dapprima come esplorazioni geografiche volte alla ricerca di nuove rotte: i dati allora raccolti sulle proprietà del mare così come i prelievi di campioni biologici erano però privi del necessario carattere di sistematicità proprio della moderna ricerca oceanografica.

Batiscafo C3 in emersione.

Negli ultimi 50 anni si sono compiuti notevoli progressi nella conoscenza umana dell'atmosfera e degli Oceani. L'uso dei calcolatori, nuove piattaforme d'osservazione - comprese navi per le ricerche oceanografiche -, nuovi strumenti, un nuovo approccio economico e scientifico, ma anche maggiori progressi nel settore dei manipolatori telecomandati dai sommergibili o direttamente dalla superficie, e l'utilizzo di nuovi e sofisticati laboratori subacquei posizionati sul fondo del mare, hanno contribuirono in modo determinante alla nascita della nuova oceanografia. Oggi, con il progredire di boe oceanografiche, di piattaforme, ma soprattutto di satelliti oceanografici e meteorologici, gli studi si svolgono nel quadro generale d'analisi globale dell'atmosfera. L'esigenza di osservare i fenomeni marini è stata superata dalla necessità di prevenirli, per offrire un ausilio prezioso alla navigazione e alle popolazione rivierasche. Da alcuni decenni nelle indagini si sono inserite le grandi compagnie petrolifere, con due scopi principali: il primo inerente la ricerca petrolifera sulla piattaforma continentale; il secondo per diversificare la ricerca di risorse minerarie nei sedimenti abissali.

Le prime spedizioni di carattere prettamente naturalistico furono intraprese da A. von Humboldt e E. Forbes. A F. Maury, invece, si deve la creazione della carta batimetrica (carta in cui sono segnate le curve di profondità del fondale) dell'Atlantico e l'opera Physical Geography of the Sea (Geografia fisica del mare). Particolarmente rilevante è il viaggio della Challenger I. Ai viaggi della Challenger I seguirono numerose altre campagne oceanografiche tra cui sono da ricordare quelle guidate dal principe Alberto I di Monaco, considerato uno dei fondatori della moderna oceanografia, inauguratore della Meteor e delle numerose spedizioni polari organizzate nella prima metà di questo secolo. Inaugurò inoltre il Museo Oceanografico di Monaco. Di particolare importanza fu la spedizione della Meteor, compiuta tra il 1925 e il 1927, nell'Atlantico meridionale. La Meteor fu la prima nave oceanografica a tracciare un profilo batimetrico con l'ecoscandaglio. Nel secondo dopoguerra grandi spedizioni furono quelle dell'Albatross II (1947-48) e della Challenger II (1950-52). Dalla metà degli anni Cinquanta del secolo scorso si registrò un notevole impulso nella costruzione di mini-sommergibili per ricerche oceanografiche.  Il primo batiscafo, denominato C3, fu progettato e realizzato con mezzi propri dall'italiano Pietro Vassena, quindi collaudato nel febbraio del 1948 fino a una profondità di 68 metri. Il 12 marzo 1948 Pietro Vassena scese a 412 metri stabilendo così il record mondiale di profondità dell'epoca. Il 20 novembre 1948, al largo di Capri, durante un ulteriore tentativo di discesa senza equipaggio, per un errore di manovra del personale che gestiva il cavo al quale il batiscafo era ancorato il C3 s'inabissò per sempre. Ulteriori passi in avanti si sono compiuti con i moduli progettati per la Marina americana che erano in grado di raggiungere anche profondità di circa 11.000 metri. In seguito gli Stati Uniti hanno realizzato un progetto di perforazione dei sedimenti e delle rocce delle profondità oceaniche. Lo scopo principale di queste perforazioni è quello di raccogliere campioni del fondo degli Oceani, per studiarne l'età e lo sviluppo dei suoi bacini. Il progetto fu sostenuto finanziariamente dal National Science Foundation, che si avvalse dell'ausilio di un gruppo d'istituzioni oceanografiche, conosciute con il nome JOIDES (Joint Oceanographic Institutions Deep Earth Sampler). Questa campagna di campionatura marina si avvale di una nave progettata e costruita appositamente, la Glomar Challenger. Questa sarà lo strumento del progetto Deep Sea Drilling Project, un programma ultradecennale di raccolta di campioni, di sedimenti e di crosta oceanica.